第2单元 第2课时 细胞器之间的分工合作（word教师用书）-【高考领航】2025年高考生物大一轮复习

第2课时　细胞器之间的分工合作 　1.基于对各种细胞器的化学成分、结构与功能的理解，认同结构与功能相统一的生命观念。(生命观念)　2.结合分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌过程，分析各种细胞结构、功能的不同及其相互联系。(科学思维)　3.选择合适的实验材料，观察叶绿体和细胞质流动。(科学探究) 考点一　主要细胞器的结构和功能 1.细胞质组成 2.细胞器之间的分工 (1)比较线粒体和叶绿体 (2)其他细胞器的结构和功能 图示 名称 功能 内质网 是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。有粗面内质网和光面内质网两种类型 高尔 基体 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站” 溶酶体 是“消化车间”，内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌 液泡 调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺，主要存在于植物的细胞中 中心体 与细胞的有丝分裂有关，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成 核糖体 是“生产蛋白质的机器”，有游离核糖体和附着于粗面内质网上的核糖体两种类型 　(1)(必修1 P53概念检测，改编)心肌细胞比腹肌细胞有更多的线粒体，原因是什么？ 提示：心肌细胞收缩需要大量的能量，线粒体是供应能量的“动力车间”，所以心肌细胞中线粒体数量较多。 (2)(必修1 P53拓展应用)溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解？尝试提出一种假说，解释这种现象。 提示：溶酶体膜的成分可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用；溶酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用而能使酶远离自身；可能因溶酶体膜转运物质使得膜周围的环境(如pH)不适合酶发挥作用。 (3)多角度比较各种细胞器 　①叶绿体主要存在于绿色植物细胞中，此外，眼虫、衣藻等也有叶绿体。②液泡主要存在于植物细胞中，此外酵母菌也存在液泡。 3.细胞骨架 (1)结构：由蛋白质纤维组成的网架结构。 (2)功能：维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。 4.植物细胞壁 (1)主要成分：纤维素、果胶。 (2)功能：对细胞起支持与保护作用。 (3)去除方法：酶解法(纤维素酶和果胶酶)。 (4)特性：全透性。 　不同生物细胞壁的主要成分不同，细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，而真菌细胞壁的主要成分是几丁质。溶菌酶可以水解肽聚糖而不能水解几丁质，所以溶菌酶能杀死细菌，却对真菌基本没作用。 高考情境探究 (经典高考题，改编)为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。 (1)根据细胞器的大小和结构，将细胞匀浆放入离心管中，逐渐提高离心速率，线粒体、叶绿体和核糖体沉降的先后顺序是最先沉降的是叶绿体，随后是线粒体，最后是核糖体。 (2)该实验所用溶液对pH和渗透压应满足的条件是pH应与细胞质基质的相同，渗透压应与细胞内的相同。 (3)离心沉淀出细胞核后，上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底氧化分解，原因是此上清液中含有细胞质基质组分和线粒体。 (4)将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，有(填“有”或“没有”)氧气释放，原因是类囊体薄膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体薄膜的功能。 重点难点阐释 各种膜结构增大膜面积的方式 1.(2024·广东茂名模拟)某小组从成熟叶肉细胞中提取多种细胞器，并分析各种细胞器成分。下列叙述正确的是(　　) A.若某细胞器含有DNA分子，则该细胞器能合成RNA分子 B.若某细胞器含有色素，则该细胞器能吸收、传递和转化光能 C.若某细胞器含有磷元素，则该细胞器能参与细胞内囊泡的形成 D.若某细胞器含有ATP合酶，则该细胞器能分解葡萄糖 解析：A　若某细胞器含有DNA分子，该细胞器为线粒体或叶绿体，则该细胞器能转录合成RNA分子，A正确；若某细胞器含有色素，该细胞器为液泡或叶绿体，叶绿体能吸收、传递和转化光能，液泡不行，B错误；参与细胞内囊泡的形成的细胞器有内质网和高尔基体，都含有磷元素，无膜的核糖体中由于含有RNA，也含有磷元素，但不参与细胞内囊泡的形成，C错误；若某细胞器含有ATP合酶，则该细胞器为线粒体或叶绿体，线粒体内没有分解葡萄糖的酶，不能分解葡萄糖，只能分解丙酮酸，叶绿体也不能分解葡萄糖，但可以生成葡萄糖，D错误。 　关注细胞结构与功能中的“一定”“不一定”与“一定不” (1)能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体，如蓝细菌。 (2)能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体，但真核生物的有氧呼吸一定主要发生在线粒体中。 (3)真核细胞的光合作用一定发生于叶绿体中，丙酮酸彻底氧化分解一定发生于线粒体中。 (4)一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。 (5)有中心体的细胞不一定为动物细胞，但一定不是高等植物细胞。 (6)“葡萄糖→丙酮酸”的反应一定不发生于细胞器中。 2.(2024·河北校联考模拟)细胞骨架主要包括微管、微丝和中间纤维三种结构。其中微管几乎存在于所有真核细胞中，由微管蛋白组装而成。当用秋水仙素等药物处理体外培养的细胞时，微管很快就解聚，细胞变圆。与此相应的变化是内质网缩回到细胞核周围，高尔基体解体成小的膜泡样结构分散在细胞质内，细胞内依赖于微管的物质运输系统全面瘫痪，那些处于分裂期的细胞停止分裂。下面的说法错误的是(　　) A.细胞器的分布及细胞的形态与微管有很大关系 B.同一个体不同细胞内含有的微管基因不同 C.分裂期细胞停止分裂是因为染色体的运动依赖于微管的组装和去组装 D.微管系统可以帮助一些生物大分子完成定向运输 解析：B　细胞骨架的存在能支持细胞器的结构和分布，细胞器的分布及细胞的形态与微管有很大关系，A正确；同一个体不同细胞都由同一个受精卵发育而来，故其中含有的微管基因相同，B错误；有丝分裂过程中，染色体的移动依赖于微管的组装和去组装，分裂期细胞停止分裂是因为染色体的运动依赖于微管的组装和去组装，C正确；细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关，微管系统可以帮助一些生物大分子完成定向运输，D正确。 考点二　用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 1.实验原理 (1)叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球或球形。可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。 (2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。 2.实验步骤 (1)观察叶绿体 (2)观察细胞质流动 3.实验材料选择 实验 观察叶绿体 观察细胞质的流动 选材 藓类叶 菠菜叶或番薯叶稍带些叶肉的下表皮 新鲜的黑藻 原因 叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片 ①细胞排列疏松，易撕取；②含叶绿体数目少，且个体大 黑藻幼嫩的小叶扁平，只有一层细胞，存在叶绿体，易观察 　(1)在光学显微镜下能否看到叶绿体的双层膜结构？为什么？ 提示：不能。叶绿体的双层膜结构属于细胞的亚显微结构，只有用电子显微镜才能看到。 (2)为什么观察叶绿体的临时装片的实验过程中要始终保持有水状态？ 提示：防止细胞内的叶绿体失水，如果叶绿体失水，叶绿体就缩成一团，无法观察叶绿体的形态和分布。 高考情境探究 植物细胞的细胞质不停地流动，并且同一组织相邻细胞的细胞质流动方式和方向是相同的。某实验小组选用菠菜、苔藓、黑藻作为实验材料完成几个实验。 (1)选择合适的材料一次性连续完成观察叶绿体形态、观察细胞质流动、探究气孔开闭机理等三个实验。甲、乙、丙三位同学分别选择菠菜、苔藓、黑藻做实验材料各自完成实验。你认为哪些同学的三个连续实验会成功？甲，理由是只有菠菜叶才具有气孔。 (2)甲同学在撕取菠菜下表皮组织，注意到要稍带叶肉细胞，原因是叶肉细胞中有叶绿体，而下表皮细胞中没有叶绿体，不易观察到细胞质流动。如图是甲同学用高倍显微镜观察后绘制的细胞质流动示意图(其中B、C细胞仅画了细胞壁)，该同学画的A细胞示意图中存在一处明显错误是细胞核画在了液泡内，应画在液泡外的细胞质中。装片上A对应细胞内细胞质实际流动方向是逆(填“顺”或“逆”)时针环流，图中B、C细胞中细胞质流动方向为都是逆时针环流。如果要加快细胞质流动，可以采取的方法有实验前适当给予适宜光照(或适当提高实验温度等)(举一例)。 1.(2024·黄冈模拟)下列关于“观察菠菜叶肉细胞的叶绿体形态和分布”实验的说法，不正确的是(　　) A.实验过程中若细胞始终保持活性，可以看到移动的叶绿体 B.藓类叶片可直接制成临时装片从而观察叶绿体 C.制片时装片要保持有水状态 D.实验过程中需要对实验材料进行染色 解析：D　在高倍显微镜下观察菠菜叶肉细胞临时装片时，不但可以看到绿色的叶绿体，若细胞始终保持活性，还可以看到叶绿体随着细胞质的流动而移动，A正确；藓类叶片是单层细胞结构，可直接制成临时装片从而观察叶绿体，B正确；做实验时，临时装片要保持有水状态，使细胞保持活性，C正确；叶绿体呈绿色，实验过程中不需要对实验材料进行染色，D错误。 2.(2024·泰州模拟)如图为某小组在室温下进行“观察黑藻细胞质环流”实验时拍摄的照片，下列有关说法错误的是(　　) A.适当调暗光线更便于观察细胞质 B.适当升高温度，细胞质环流的速度会加快 C.同一细胞中叶绿体的流动方向相同 D.图示植物细胞中不存在细胞核和大液泡 解析：D　细胞质颜色较浅，适当调暗光线更有利于观察细胞质，A正确；适当升高温度(分子热运动速率增加，酶活性增强，细胞代谢加快)，细胞质环流的速度会加快，B正确；同一细胞中的不同叶绿体的运动方向是相同和定向的，即叶绿体环绕中央大液泡向同一个方向旋转式流动着，C正确；黑藻属于真核细胞，含有细胞核和大液泡，D错误。 　加速细胞质流动的三种方法 (1)进行光照，即在阳光或灯光下放置适宜的时间。 (2)提高盛放黑藻的水温，可加入热水将水温调至25 ℃左右。 (3)切伤一小部分叶片，因为切口处细胞内的一些物质向外扩散加快，由于保护性适应，伤口周围细胞代谢加快，细胞质流动加快。 考点三　细胞器之间的协调配合及细胞的生物膜系统 1.分泌蛋白 (1)概念：在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质。 (2)举例：消化酶、抗体和一部分激素等。 2.分泌蛋白的合成、加工和运输 (1)研究手段——同位素标记法 向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，检测放射性依次出现的部位。 (2)过程 　(必修1 P51思考·讨论，节选)尝试描述分泌蛋白合成和运输的过程。 提示：分泌蛋白在游离的核糖体中合成一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成，并在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体进一步加工，再由囊泡运输到细胞膜，囊泡与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。 3.细胞的生物膜系统 (1)生物膜系统的组成和功能 　生物膜系统是指细胞内而不是生物体内的全部膜结构，所以口腔黏膜、胃黏膜等不属于细胞内的生物膜系统；原核生物和病毒等无生物膜系统。 (2)各种生物膜之间的联系 ①在成分上的联系 ②在结构上的联系 ⅰ.各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，大都具有流动性。 ⅱ.在结构上具有一定的连续性，如图所示： 高考情境探究 1.图甲表示某哺乳动物乳腺细胞内各种蛋白质的合成和转运过程，图中①②③④⑤⑥⑦代表细胞结构，A、B、C、D、E代表物质。用35S标记一定量的氨基酸来培养该乳腺细胞，测得内质网、核糖体、高尔基体上放射性强度的变化曲线如图乙所示，在此过程中高尔基体膜、细胞膜、内质网膜面积的变化曲线如图丙所示。请据图回答下列问题： 甲　　　　　　　　　　　　　乙 丙　　　　　　　　　　　　丁 (1)图甲中A、B、C、D代表细胞内合成的各种蛋白质，其中下列物质中属于A类物质的是①③。 ①呼吸酶　②胰岛素　③ATP合酶　④线粒体膜的组成蛋白　⑤抗体　⑥RNA聚合酶 (2)E是合成D物质的原料，则E物质从细胞外进入细胞形成D物质并排出细胞外，需要经过的膜结构依次是⑦→③→④→⑦(用“→”和序号表示)。 (3)细胞器③和细胞器④可以对蛋白质进行加工和再加工，通过囊泡运输到细胞膜，再分泌到膜外，这一过程体现了生物膜的结构特点是流动性。 (4)图乙中依据放射性出现时间先后分析，b属于内质网(细胞器)，而图丙中f属于高尔基体(细胞结构)。依据图丙中f曲线的变化能说明高尔基体在分泌蛋白形成前后膜面积基本保持不变，但膜的成分实现了更新。 (5)实验期间在该乳腺细胞分泌物中分离出了α-乳蛋白、脂肪、抗体和乳糖四种物质，其中具有放射性的物质是α-乳蛋白、抗体。 (6)请在图丁中绘出分泌蛋白合成和运输后细胞中这三种生物膜的膜面积变化。 提示： 2.诺贝尔生理学或医学奖曾授予了三位科学家，因为他们解开了调控运输物在正确时间投递到细胞中正确位置的分子原理，也就是细胞通过囊泡精确地释放被运输的物质。图甲表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程，图乙是图甲的局部放大。不同囊泡介导不同途径的运输。 (1)研究表明，图甲中的Y囊泡内的“货物”为多种水解酶，这些酶会储存在结构⑤中，推断结构⑤是什么？由内质网、高尔基体加工的蛋白质一定是分泌蛋白吗？ 提示：结构⑤是溶酶体。由内质网、高尔基体加工的蛋白质不一定是分泌蛋白。 (2)图乙中的囊泡能够精确地将细胞“货物”运送到相应位置并分泌到细胞外，据图推测可能的原因是什么？此过程体现了生物膜具有什么功能？ 提示：囊泡上的蛋白质A和细胞膜上的蛋白质B特异性结合。体现了生物膜具有信息交流的功能。 重点难点阐释 归纳与概括“囊泡运输” 1.(2024·湖南师大附中校考)酵母菌的液泡中存在着羧肽酶(CPY)和氨肽酶(API)等多种水解酶。通过内质网—高尔基体途径进入液泡的蛋白质，要经过内质网折叠、高尔基体添加糖链等程序才能成熟。研究人员使用抑制蛋白质添加糖链的衣霉素进行实验，结果如图所示。下列叙述最可能错误的是(　　) 注：“－”不添加，“＋”添加。 A.CPY和API的合成都需要游离的核糖体 B.API成熟过程中没有发生添加糖链的反应 C.CPY可能通过内质网—高尔基体途径进入液泡 D.液泡中的CPY和API不会对胞内结构进行水解 解析：D　酵母菌的液泡中CPY和API合成都需要游离核糖体来首先合成一段肽链，然后这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，A正确；③组未添加衣霉素，④组添加衣霉素，这两组API蛋白质变化不大，说明衣霉素没有发挥抑制蛋白质添加糖链的作用，因此可以推断API的成熟过程没有进行糖基化，B正确；①组未添加衣霉素，②组添加衣霉素，这两组的CPY蛋白质的电泳条带发生改变，添加衣霉素的②组电泳条带更靠前，说明该组CPY蛋白质分子量更小，因此推测其没有经过高尔基体添加糖链等程序，①②组对比说明正常CPY蛋白质可能经过内质网—高尔基体途径进入液泡，C正确；细胞中会存在衰老、损伤的细胞器，需要依赖液泡中的CPY和API等水解酶对其进行水解，D错误。 2.(2024·浙江金华模拟)细胞膜塑形蛋白会促进囊泡形成，将来自细胞内的“区室”表面旧的或受损的蛋白质带到内部的“回收利用工厂”，在那里将废物降解。下列相关叙述错误的是(　　) A.细胞膜塑形蛋白的功能与其单体之间的结合方式无关 B.细胞生命活动高效、有序地进行，离不开细胞内的“区室” C.受损蛋白质进入“回收利用工厂”的过程体现了生物膜的流动性 D.“回收利用工厂”可合成多种水解酶，有利于废物的降解 解析：D　细胞膜塑形蛋白是蛋白质，而蛋白质的单体为氨基酸，其结合方式为依靠肽键结合，与其功能无关，因此细胞膜塑形蛋白的功能与其单体之间的结合方式无关，A正确；细胞内的“区室”将细胞分成一个个互不干扰的区域，因此各个新陈代谢能在各个区域高效、有序进行，B正确；细胞膜塑形蛋白要促进囊泡形成，才能将来自细胞内的“区室”表面旧的或受损的蛋白质带到内部的“回收利用工厂”，囊泡形成与生物膜的流动性有关，C正确；“回收利用工厂”是溶酶体，其降解废物需要酶去水解废物，但合成多种水解酶的细胞器是核糖体，D错误。 1.(2022·河北卷)关于细胞器的叙述，错误的是(　　) A.受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解 B.线粒体内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质 C.生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外 D.附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成 解析：D　溶酶体中有水解酶，可以分解衰老、损伤的细胞器，受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解，降解产生的有用物质可被再次利用，A正确；生物膜上的蛋白质可具有物质运输等功能，线粒体的内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质，B正确；生长激素是由垂体分泌的蛋白质类激素，属于分泌蛋白，分泌蛋白在核糖体合成后，需要经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外，C正确；附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体分子组成相同，均主要由RNA和蛋白质组成，D错误。 2.(2022·广东卷)将正常线粒体各部分分离，结果见图。含有线粒体DNA的是(　　) A.①　　 B.②　　　 C.③　　 D.④ 解析：C　线粒体DNA分布于线粒体基质，故将正常线粒体各部分分离后，线粒体DNA应该位于线粒体基质③中，C符合题意。 3.(2022·广东卷)酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程，某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外，还可能检测到分泌蛋白的场所是(　　) A.线粒体、囊泡 B.内质网、细胞外 C.线粒体、细胞质基质 D.内质网、囊泡 解析：D　线粒体为分泌蛋白的合成、加工、运输提供能量，分泌蛋白不会进入线粒体，A、C不符合题意；根据题意，分泌蛋白在高尔基体中积累，不会分泌到细胞外，B不符合题意；内质网中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式转移到高尔基体，内质网、囊泡中会检测到分泌蛋白，D符合题意。 4.(2021·海南卷)分泌蛋白在细胞内合成与加工后，经囊泡运输到细胞外起作用。下列有关叙述错误的是(　　) A.核糖体上合成的肽链经内质网和高尔基体加工形成分泌蛋白 B.囊泡在运输分泌蛋白的过程中会发生膜成分的交换 C.参与分泌蛋白合成与加工的细胞器的膜共同构成了生物膜系统 D.合成的分泌蛋白通过胞吐排出细胞 解析：C　根据题意可知：该细胞为真核细胞，所以核糖体上合成的肽链经内质网和高尔基体加工形成分泌蛋白，A正确；内质网形成的囊泡包裹着蛋白质与高尔基体膜融合，高尔基体形成的囊泡包裹着蛋白质与细胞膜融合，所以囊泡在运输分泌蛋白的过程中会发生膜成分的交换，B正确；生物膜系统包含细胞膜、核膜和细胞器膜，而不仅仅是细胞器膜，C错误；分泌蛋白排出细胞的方式为胞吐，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$